[發(fā)明專利]負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路和調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710330708.7
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107027222B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于利民
• 申請（專利權(quán)）人: 南京矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

本發(fā)明公開了負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路和調(diào)節(jié)方法。負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路包括：計數(shù)單元，其根據(jù)脈沖信號產(chǎn)生第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號，所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字之間的關(guān)系根據(jù)所述脈沖信號的占空比確定；調(diào)節(jié)單元，其用于根據(jù)所述第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號調(diào)節(jié)所述負(fù)載電流，使得所述負(fù)載電流跟隨所述脈沖信號的占空比變化。本發(fā)明提供的負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路和調(diào)光方法能夠節(jié)省芯片面積、降低成本，避免了失調(diào)電壓帶來的誤差，從而在脈沖信號的寬頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)對負(fù)載電流的高精度調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路和調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)以其長壽命、高光效、環(huán)境友好等特性成為新一代的綠色光源。目前，LED不僅在傳統(tǒng)照明領(lǐng)域替代了普通的現(xiàn)有光源，還逐漸被應(yīng)用于一些對調(diào)光要求較高的領(lǐng)域中，例如液晶顯示(Liquid Crystal Display,LCD)中的背光照明等。在設(shè)計LED的負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路時，需要通過改變流經(jīng)LED的負(fù)載電流以實現(xiàn)LED的調(diào)光。

現(xiàn)有技術(shù)一般采用模擬調(diào)光的方法對LED的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如利用無源濾波器將脈沖信號PWM濾成一個直流信號，從而得到模擬調(diào)光效果，圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中模擬調(diào)光方法的基本原理示意圖。如圖1所示，晶體管M01和晶體管M02互補導(dǎo)通，當(dāng)脈沖信號PWM為高電平時，晶體管M01導(dǎo)通而晶體管M02關(guān)斷，當(dāng)脈沖信號PWM為低電平時，晶體管M01關(guān)斷而晶體管M02導(dǎo)通，從而可以得到脈沖信號PWM的占空比D_pwm與基準(zhǔn)電壓Vset相乘的結(jié)果。電阻R01和電容C01對晶體管M01和晶體管M02的公共連接點處的電壓進(jìn)行濾波運算，從而在電容C01的一端生成模擬調(diào)光信號Vctl。運算放大器OP0的同相輸入端接收模擬調(diào)光信號Vctl，反相輸入端接收表征LED 300負(fù)載的當(dāng)前負(fù)載電流I_LED的采樣信號，輸出端的誤差信號經(jīng)過補償電容C02進(jìn)行補償運算，補償電容C02一端的電壓即為調(diào)光控制晶體管M03的控制信號，調(diào)光控制晶體管M03在此控制信號的控制下工作在線性模式，從而控制流過LED負(fù)載電流I_LED，達(dá)到調(diào)光的目的。其中，LED的負(fù)載電流I_LED＝(Vset×D_pwm)/R02。

然而，該方法的不足之處在于：當(dāng)脈沖信PWM號的頻率較小時，需要提高對應(yīng)的時間常數(shù)(電阻R01×電容C01)才能達(dá)到較好的濾波效果，即實現(xiàn)較小的模擬調(diào)光信號Vctl的紋波，使模擬調(diào)光信號Vref近似一個直流電壓。而由于時間常數(shù)的大小與電阻R01和電容C01面積成正比關(guān)系，所以脈沖信號PWM的頻率越小時，所需的電阻面積和電容面積就越大。然而，在一般情況下無法在芯片內(nèi)部將電阻面積和電容面積做得很大，因此當(dāng)不存在外部濾波時，脈沖信號PWM的頻率將會嚴(yán)重地受到限制。此外，當(dāng)采用上述方法獲得的LED的負(fù)載電流I_LED隨占空比D_pwm減小時，Vctl＝Vset×D_pwm也將減小，而當(dāng)占空比D_pwm減小到非常小時，調(diào)光信號Vctl的幅值也會很小，導(dǎo)致運算放大器OP0的失調(diào)電壓所帶來的誤差影響顯著增大。綜上，該方法的對脈沖信號PWM的頻率范圍有所限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路和調(diào)節(jié)方法，其能夠節(jié)省芯片面積、降低成本，并避免了失調(diào)電壓帶來的誤差，從而在脈沖信號的寬頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)對負(fù)載電流的高精度調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于調(diào)節(jié)負(fù)載電流的負(fù)載電流調(diào)節(jié)電路，其特征在于，包括：計數(shù)單元，其根據(jù)脈沖信號產(chǎn)生第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號，所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字之間的關(guān)系根據(jù)所述脈沖信號的占空比確定；調(diào)節(jié)單元，其用于根據(jù)所述第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號調(diào)節(jié)所述負(fù)載電流，使得所述負(fù)載電流跟隨所述脈沖信號的占空比變化。

優(yōu)選地，所述脈沖信號中每相鄰的兩個第一電平翻轉(zhuǎn)邊沿之間定義一個周期，在所述脈沖信號的每個周期中，所述計數(shù)單元提供的所述第一數(shù)字信號表征所述脈沖信號的上個周期的總長度，所述計數(shù)單元提供的所述第二數(shù)字信號表征所述脈沖信號的上個周期的有效電平長度或無效電平長度。